Uddeholm Unimax. Uddeholm Unimax

Transkript

1 Uddeholm Unimax 1

2 Uppgifterna i denna trycksak bygger på vårt nuvarande kunnande och är avsedda att ge allmän information om våra produkter och deras användningsområden. De får således inte anses utgöra någon garanti för att de beskrivna produkterna har vissa egenskaper eller är lämpliga för speciella ändamål. Klassificerat enligt EU-direktiv 1999/45/EC. För ytterligare information se våra Materialsäkerhetsdatablad. Utgåva 3,

3 Uddeholm Unimax De utmärkta egenskaperna gör att Uddeholm Unimax kan användas för många verktygstillämpningar. Kortare cykeltid och längre verktygslivslängd bidrar till förbättrad totalekonomi. Med en exceptionell kombination av hög seghet och hög hårdhet passar Uddeholm Unimax perfekt för formning av plastdetaljer där verktyget utsätts för hårt slitage. Fördelar med Uddeholm Unimax: utmärkt för armerade plastdetaljer, lämpat för långa serier och formpressning, kombinationen hög seghet och hög hårdhet ger förbättrad hållbarhet och slitstyrka längre verktygslivslängd goda ytbehandlingsegenskaper mycket god härdbarhet, som ger samma goda egenskaper över hela tvärsnittet Den utmärkta kombinationen seghet/hårdhet gör att Uddeholm Unimax lämpar sig för många konstruktionstillämpningar. 3

4 ALLMÄNT Uddeholm Unimax är ett krom-molybdenvanadin-legerat verktygsstål som kännetecknas av: Utmärkt seghet och duktilitet i alla riktningar God nötningsbeständighet God dimensionsstabilitet vid värmebehandling och under drift Utmärkta genomhärdningsegenskaper God anlöpningsbeständighet God varmhållfasthet God beständighet mot termisk utmattning Utmärkt polerbarhet C Si Mn Cr Mo V Riktanalys % 0,5 0,2 0,5 5,0 2,3 0,5 Standard - specifikation Leveranstillstånd Färgkod Ingen Mjukglödgat till ca 185 HB Brun/grå EGENSKAPER Egenskaperna nedan är representativa för prover som har tagits i centrum av stänger med dimensionerna 396 x 136 mm, Ø 125 mm och Ø 220 mm. Där ej annat angivits har alla proverna härdats vid 1025 C, gaskylts i en vakuumugn och anlöpts två gånger vid 525 C i två timmar; vilket ger en hårdhet på HRC. FYSIKALISKA EGENSKAPER Härdat och anlöpt till HRC Temperatur 20 C 200 C 400 C Densitet, kg/m Elasticitetsmodul, MPa Värmeutvidgningskoefficient per ºC från 20 ºC 11,5 x ,3 x 10 6 Värmeledningsförmåga, W/m C Specifik värme, J/kg C 460 ANVÄNDNINGS- OMRÅDEN Uddeholm Unimax är lämpat för formar för långa serier, formar för armerad plast och formpressning. Uddeholm Unimax är en problemlösare inom svåra kallarbetsapplikationer som stansning, kallsmide och gängrullning, där högt motstånd mot urflisning erfordras. Varmarbetsapplikationer och konstruktioner som kräver hög hårdhet och seghet är också lämpliga användningsområden. MEKANISKA EGENSKAPER Ungefärlig draghållfasthet vid rumstemperatur. Hårdhet 54 HRC 56 HRC 58 HRC Sträckgräns, Rp0, MPa 1780 MPa 1800 MPa Brottgräns, Rm 2050 MPa 2150 MPa 2280 MPa Förlängning, A 5 9 % 8 % 8 % Kontraktion, Z 40 % 32 % 28 % UNGEFÄRLIG DRAGHÅLLFASTHET VID FÖRHÖJDA TEMPERATURER Proverna är tagna i längsriktningen. Proverna har härdats från 1025 C och anlöpts två gånger vid 525 C till 58 HRC. Spänning, MPa Rm Rp0, Provningstemperatur C 4

5 TIDENS INVERKAN PÅ HÅRDHETEN VID FÖRHÖJDA TEMPERATURER Ursprunglig hårdhet 57 HRC. Hårdhet, HRC C C C Tid, timmar HÄRDNING Förvärmningstemperatur: C och C. Austenitiseringstemperatur: C, normalt 1025 C. Hålltid: 30 minuter Temperatur Hålltid Hårdhet före C minuter anlöpning HRC HRC * Hålltid = tid vid angiven temperatur sedan verktyget är fullt genomvärmt. Skydda stålet mot avkolning och oxidation under härdningen. PROVNINGSTEMPERATURENS INVERKAN PÅ SLAGENERGIN Charpy-V-prover, längs- och tvärriktning. Ungefärliga värden för prover från stång Ø 125 mm. Slagseghet, KV J Längsriktning SLÄCKNINGSMEDEL Gas eller cirkulerande luft Vakuumugn (cirkulerande gas med tillräckligt övertryck) Etappbad, saltbad eller virvelbädd vid C Etappbad vid C Anm.: Anlöp verktyget så snart dess temperatur når C Tjockleksriktning HÅRDHET, KORNSTORLEK OCH RESTAUSTENIT SOM FUNKTION AV AUSTENITISERINGSTEMPERATUREN Provningstemperatur, C Kornstorlek ASTM Hårdhet, HRC Restaustenit % Hårdhet 20 VÄRMEBEHANDLING ALLMÄNNA REKOM- MENDATIONER MJUKGLÖDGNING Skydda stålet och genomvärm till 850 C. Låt det sedan svalna i ugn med 10 C per timme till 600 C, därefter fritt i luft Restaustenit 62 Kornstorlek Austenitiseringstemperatur C, T A, 30 minuter AVSPÄNNINGSGLÖDGNING Efter grovbearbetning bör verktyget genomvärmas till 650 C, hålltid 2 timmar. Låt svalna långsamt till 500 C, sedan fritt i luft. 5

6 CCT-DIAGRAM Austenitiseringstemperatur 1025 ºC. Hålltid 30 minuter. C Austenitizing temperature 1025 C (1875 F) Holding time 30 min A cf = 890 C Karbider Carbides Pearlite Perlit A c s = 820 C (1505 F) Kylkurva Cooling Curve Hardness Hårdhet T No. Nr. HV 10 (sec) HV10 (sek.) Bainite M s Martensite M f Seconds Sekunder Minutes Minuter Timmar Hour Luftkylning av Air cooling of stänger, bars, Ø mm Ø mm ANLÖPNING Välj anlöpningstemperatur beroende på erforderlig hårdhet i enlighet med anlöpningsdiagrammet nedan. Anlöp minst två gånger med mellanliggande kylning till rumstemperatur. Högtemperaturanlöpning >525 C rekommenderas om möjligt. Hålltiden vid anlöpningstemperatur är 2 timmar. ANLÖPNINGSDIAGRAM Hårhet, HRC T A =1020 C Hårdhet Restaustenit, % T A =1000 C Hårdhet T A =1020 C Restaustenit Anlöpningstemperatur C, (2 x 2 timmar.) Anlöpningskurvorna är framtagna efter värmebehandling av prover i dimension 15 x 15 x 40 mm, kylning i cirkulerande luft. Beroende på verktygsstorlek och värmebehandlingsparametrar kan hårdheten bli lägre. 6

7 DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR UNDER HÄRDNING OCH ANLÖPNING Måttförändringarna har uppmätts efter värmebehandlingen vid 1020 C/30 minuter följt av gaskylning i N 2 med en kylningshastighet på 1,1 C/sek. mellan C i en vakuumugn. Provstavsstorlek: 100 x 100 x 100 mm Dimensionsförändringar, % 0,16 0,12 0,08 0, C Tvärriktning 0, C Tjockleksriktning 1020 C Längsriktning 0, Provningstemperatur C, (2 x 2 timmar) YTBEHANDLINGAR Verktygsstål kan ytbehandlas för att minska friktion och öka nötningsbeständigheten. De mest använda behandlingarna är nitrering och ytbeläggning med nötningsbeständiga skikt tillverkade via PVD- eller CVD-metoden. Den höga hårdheten och segheten tillsammans med en god dimensionsstabilitet gör Uddeholm Unimax lämpat som substratmaterial för olika ytbeläggningar. NITRERDJUP Skiktets tjocklek bör väljas med tanke på den aktuella applikationen. Tabellen visar exempel på nitrerdjup och hårdheter som uppnås med olika nitreringsmetoder. Nitrer- Hårdhet Process Tid djup* HV 0,2 Gasnitrering 10 h 0,15 mm 1180 vid 510 C 30 h 0,25 mm 1180 Plasmanitrering vid 480 C 10 h 0,15 mm 1180 Nitrokarburering i gas vid 580 C 150 min. 0,12 mm 1130 i saltbad vid 580 C 1 h 0,08 mm 1160 * Nitrerdjup = avstånd från ytan där hårdheten är 50 HV 0,2 över grundmaterialets hårdhet. PVD PVD (Physical Vapour Deposition) är en metod för applicering av nötningsbeständig ytbeläggning vid temperaturer mellan C. CVD CVD (Chemical Vapour Deposition) är en metod för applicering av nötningsbeständig ytbeläggning vid en temperatur på cirka 1000ºC. NITRERING OCH NITROKARBURERING Nitrering och nitrokarburering resulterar i ett hårt ytskikt som är mycket beständigt mot nötning och erosion. Ythårdheten efter nitrering är cirka HV 0,2kg. Skiktets tjocklek ska väljas i enlighet med rådande applikationskrav. 7

8 Hårdmetallbeteckning ISO P20 P30 P10 SKÄRDATA- REKOMMENDATIONER Nedanstående skärdata är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar. Mer information finns i Uddeholms publikation Skärdatarekommendationer. Rekommendationerna i följande tabeller gäller för Uddeholm Unimax i mjukglödgat tillstånd ~185 HB. PINNFRÄSNING Typ av fräs Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min ) Matning (f z ) mm/tand 0,01 0,20 2) 0,06 0,20 2) 0,01 0,30 2) Hårdmetallbeteckning ISO P20 P30 1) För belagd snabbstålsborr v c = m/min. 2) Beroende på radiellt skärdjup och borrdiameter SVARVNING Svarvning med hårdmetall Svarvning med snabbstål Skärdata- Grov- Grov- Finparameter svarvning svarvning svarvning Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f) mm/varv 0,2 0,4 0,05 0,2 0,05 0,3 Skärdjup (a p ) mm 2 4 0,5 2 0,5 2 Belagd hårdmetall Belagd hårdmetall eller cermet FRÄSNING PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Fräsning med hårdmetall Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f z ) mm/tand 0,2 0,4 0,1 0,2 Skärdjup,(a p ) mm 2 4 0,5 2 Hårdmetallbeteckning, ISO P20 P40 P10 Belagd Belagd hårdmetall hårdmetall eller cermet BORRNING SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet, (v c ) Matning, (f) mm m/min. mm/varv * 0,05 0, * 0,10 0, * 0,20 0, * 0,30 0,35 * För belagd snabbstålsborr v c = m/min. HÅRDMETALLBORR Typ av borr Solid Skärdata- hårdmetall- Hårdmetallparameter Korthålsborr borr borr 1) Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f) mm/varv 0,03 0,10 2) 0,10 0,25 3) 0,15 0,25 4) 1) Borr med utbytbara eller lödda hårdmetallskär 2) Matningshastighet för borrdiameter mm 3) Matningshastighet för borrdiameter 5 20 mm 4) Matningshastighet för borrdiameter mm SLIPNING Nedan ges en mycket allmän slipskiverekommendation. För mera detaljerade information hänvisas till broschyren Slipning av verktygsstål. Mjukglödgat Härdat Typ av slipoperation tillstånd tillstånd Planslipning, rak skiva A 46 HV A 46 HV Planslipning, segment A 24 GV A 36 GV Rundslipning A 46 LV A 60 KV Innerslipning A 46 JV A 60 IV Profilslipning A 100 LV A 120 KV 8

9 GNISTBEARBETNING Vid gnistning täcks de bearbetade ytorna med ett återstelnat skikt ( vitt skikt ) och därunder ett återhärdat och icke anlöpt skikt, som båda är mycket spröda och därför skadliga för formens prestanda. Om gnistbearbetning utföres ska det vita skiktet avlägsnas fullständigt, på mekanisk väg, genom slipning eller bryning. Efter färdigbearbetning ska verktyget anlöpas ytterligare en gång vid cirka 25 C under den högsta tidigare anlöpningstemperaturen. Ytterligare information finns i Uddeholms broschyr Gnistbearbetning av verktygsstål. SVETSNING Svetsning av verktygsstål kan genomföras med gott resultat om hänsyn tas till förhöjd arbetstemperatur, fogberedning, elektrodval och stränguppbyggnad samt att värmebehandling efter svetsning sker på ett korrekt sätt. För bästa resultat använd ett tillsatsmaterial med en sammansättning så lika grundmaterialet som möjligt. Följande riktlinjer sammanfattar de viktigaste processparametrarna vid svetsning. Svetsmetod TIG MMA Förvärmningstemperatur C C Tillsatsmaterial UNIMAX TIG-WELD UTP ADUR600 UTP A 73G2 UTP 67S UTP 73G2 FOTOETSNING Uddeholm Unimax lämpar sig särskilt väl för mönstring genom fotoetsning. Stålets homogenitet och den låga svavelhalten är en garanti för noggrann och jämn mönsteråtergivning. Ytterligare information finns i Uddeholms broschyr Fotoetsning av verktygsstål. POLERING Uddeholm Unimax har god polerbarhet i härdat och anlöpt tillstånd. Materialframställningen med ESR-metoden ger få ickemetalliska inneslutningar, vilket säkrar en god ytfinhet efter polering. Notera: Varje stålsort har en optimal poleringstid, som i stor utsträckning beror på hårdheten och poleringstekniken. Överpolering kan leda till dålig yta (t ex ge s k apelsinyta). Ytterligare upplysningar lämnas i Uddeholms broschyr Polering av verktygsstål. YTTERLIGARE INFORMATION Kontakta närmaste Uddeholmskontor för ytterligare information om val, värmebehandling, användning, leveransformer och leveransutföranden av Uddeholms verktygsstål. Information finns även i broschyren Material för formverktyg. Maximal interpasstemperatur 350 C 350 C Kylning efter C/timme de första 2 timmarna svetsning därefter fritt i luft. Hårdhet efter svetsning HRC HRC Värmebehandling efter svetsning Härdat tillstånd Anlöp vid 510 C i 2 timmar. Mjukglödgat Mjukglödga enligt Värmebehandtillstånd lingsrekommendationerna. För mer detaljerad information se Uddeholms broschyr Svetsning av verktygsstål. 9

10 LJUSBÅGSUGN ESR ELEKTROSLAGG- RAFFINERING STIGGJUTNING VÄRME- BEHANDLING VALSVERK SMIDESPRESS MASKIN- BEARBETNING LAGER TILLVERKNINGSPROCESS MED ESR I ljusbågsugnen smälts noga utvalt returstål, ferrolegeringar och slaggbildare med hjälp av ljusbågar. Smältan tappas i en skänk efter cirka 2,5 timme. Slaggdragaren avlägsnar syrerik slagg från ljusbågsugnen. I skänkugnen utförs desoxidation, legering och värmning av stålbadet. Under vakuumavgasningen avlägsnas element såsom väte, kväve och svavel. Oxider avskiljs från stålbadet genom gasomrörning och induktiv omrörning. Vid stiggjutningen fylls därefter de förberedda kokillerna med ett kontrollerat flöde från skänken. ESR Vid elektroslaggraffinering byggs götet upp i en vattenkyld kokill. Detta sker genom smältning av en konsumerbar elektrod (göt från stålverket) som är nedsänkt i ett överhettat slaggbad. Reaktionen mellan ståldropparna från elektrodspetsen och slaggbadet leder till en avsevärd sänkning av stålets svavelhalt och en minskning av storleken av de icke-metalliska inneslutningarna. Det riktade stelnandet i stålbadet resulterar i ett göt med en hög homogenitet, med fin stelningsstruktur och avsaknad av makrosegringar. Smältning under skyddsgasatmosfär förbättrar stålets renhet ytterligare. VARMBEARBETNING Våra valsverk är skräddarsydda för tillverkning av verktygsstål. I Götvalsverket valsas göt från stålverket ut till ämnen eller grövre färdig stång. I Stångvalsverket valsas därefter stålämnen från Götverket vidare till stångstål i olika dimensioner och profiler. Vår Smidespress är en av världens mest moderna. Med en presskraft på 40 MN (4000 ton) arbetar pressen med såväl friformsmide som stuksmide. Via en kraftfull götbearbetning smids runda, fyrkantiga eller platta stänger från göt som väger mellan 2 och 42 ton. VÄRMEBEHANDLING Efter varmbearbetning i smidespress eller valsverk utförs värmebehandling i form av mjukglödgning eller härdning och anlöpning. Mjukglödgning resulterar i låg materialhårdhet, god maskinbearbetbarhet, en lämplig mikrostruktur för härdning och anlöpning av det färdiga verktyget. Härdat och anlöpt material är fördelaktigt för kunden då ingen ytterligare härdning och anlöpning av verktyget behöver göras. Kunden vinner därmed både tid och pengar. MASKINBEARBETNING I vår maskinbearbetning sker ytbearbetning och sågning av materialet för att avlägsna ytdeformationer och glödskal som bildats efter värmebehandling, för att såga bort ändmaterial och för att underlätta ytkontroll och ultraljudsprovning i vår kvalitetskontroll. Maskinbearbetning sker också därför att det spar material och därmed pengar åt kunden. I vår Färdigställning kapas allt material i längder helt enligt kundens önskemål. Från vårt lager går cirka 1 miljon leveranser/ år till mer än kunder över hela världen. 10

11 NETWORK OF EXCELLENCE Uddeholms globala närvaro innebär att du alltid kan vara säker på att få samma höga kvalitet var du än befinner dig. Vi befäster ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål. 11

12 UDDEHOLM Uddeholm Unimax Uddeholm är världsledande leverantör och tillverkare av verktygsstål. Det är en position vi har nått genom att ständigt bidra till bättre affärer för våra kunder. Genom lång erfarenhet, grundlig forskning och kontinuerlig utveckling av nya produkter är vi väl rustade att lösa alla de problem som kan uppstå. Det är en tuff utmaning, men målsättningen är lika tydlig som alltid att vara bästa affärspartner och förstahandsleverantör. Vi finns över hela världen. Det innebär att du alltid kan vara säker på att få samma höga kvalitet var du än befinner dig. Vi befäster i ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål. Vår globala närvaro gör det enkelt att vara kund hos oss. Det handlar om förtroende, såväl i långvariga samarbeten som vid utveckling av nya produkter. För oss är förtroende något man lever upp till varje dag. Mer information finner du på eller 12